第四章+钢的热处理

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1、第四章钢的热处理一是合金化，这是下几章研究的内容；改善钢的性能二是热处理，这是本章要研究的内容。1、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺.为简明表示热处理的基本工艺过程，通常用温度—时间坐标绘出热处理工艺曲线。在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用。.模具、滚动轴承100%需经过热处理。总之，重要零件都需适当热处理后才能使用。热处理的作用和地位录像2、热处理特点:热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织

2、来改变性能，而不改变其形状。3、热处理适用范围:只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强化。4、热处理分类热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律称热处理原理。热处理工艺：根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称热处理工艺。(a)940淬火+220回火（板条M回+A‘少）(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火（板条M+条状F+A’少）(e)940淬火+780淬火+220回火（板条M回+条状F+A‘少）(f)780淬火+220回火（板条M回+块状F）20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织热处理的分类：普通热处理热处理表热处理退火;正火;

3、淬火;回火;表面淬火化学热处理感应加热淬火火焰加热淬火渗碳;渗氮;碳氮共渗;新技术：可控气氛热处理、真空……、形变……、电解热……、离子化……、激光……、电子束表面……、硫碳氮-稀土共渗等。钢坯加热第一节钢在加热和冷却时的组织转变一、钢在加热时的组织转变转变温度在实际生产中，由于加热和冷却不是很缓慢，因此实际发生组织转变的温度与相图的A1、A3、Acm有一定的偏离。通常加热用Ac1、Ac3、Accm表示，冷却用Ar1、Ar3、Arcm表示。（一）钢的临界温度钢在加热、冷却时的临界温度第一节钢在加热和冷却时的组织转变亚共析钢:Ac3+(20-40℃)共析钢:Ac1+(20-40℃)过共析

4、钢:Accm+(20-40℃)钢在加热、冷却时的临界温度第一节钢在加热和冷却时的组织转变(二)、奥氏体的形成过程1.奥氏体晶核的形成2.奥氏体晶核的长大3.残余渗碳体溶解4.奥氏体均匀化第一节钢在加热和冷却时的组织转变奥氏体的形成Fe3C未溶Fe3CA残余Fe3CAAAA形核A长大残余Fe3C溶解A均匀化亚（过）共析钢的A化过程与此类似，不同在于：亚（过）共析钢加热到Ac1以上时，还存在一部分未溶解的F（Fe3CⅡ），到Ac3（Accm）以上才可获得单一A。（不在敖述）（三）影响奥氏体转变的因素1.加热温度和加热速度的影响2.化学成分的影响3.原始组织的影响提高加热T，将加速A的形成。

5、随着加热速度的增加,奥氏体形成温度升高（Ac1越高），形成所需的时间缩短。随着钢中含碳量增加，铁素体和渗碳体相界面总量增多，有利于奥氏体的形成。由于奥氏体的晶核是在铁素体和渗碳体的相界面上形成,所以原始组织越细，相界面越多，形成奥氏体晶核的“基地”越多，奥氏体转变就越快。第一节钢在加热和冷却时的组织转变（三）.奥氏体晶粒的长大及其影响因素1、晶粒大小的表示方法金属组织中晶粒的大小通常用晶粒度级别指数来表示晶粒度的测定方法：比较法、面积法、截点法；晶粒度级别指数、晶粒度的数值表示方法：单位体积晶粒数、晶粒公称直径等8种GB6394-86《金属平均晶粒度测定法》第一节钢在加热和冷却时的组织

6、转变本质细本质粗标准晶粒度等级示意图第一节钢在加热和冷却时的组织转变2、奥氏体晶粒度的概念:起始晶粒度：实际晶粒度：本质晶粒度：珠光体向奥氏体的转变刚刚完成时奥氏体晶粒的大小。一般比较细小而均匀热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小。一般比起始晶粒度大某种钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向，不是晶粒大小的实际度量。第一节钢在加热和冷却时的组织转变工业生产中，一般沸腾钢为本质粗晶粒钢，镇静钢为本质细晶粒钢。需要进行热处理的零件多采用本质细晶粒钢，因为一般热处理工艺的加热温度都在950℃以下，因此奥氏体晶粒不易长大，可避免过热现象。第一节钢在加热和冷却时的组织转变3、影响奥氏体晶粒长大的

7、因素⑴加热温度和保温时间:加热温度高、保温时间长,晶粒粗大.⑵加热速度:加热速度越快,过热度越大,形核率越高,晶粒越细.⑶合金元素：阻碍奥氏体晶粒长大的元素:Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、Mo、Cr、Al等碳化物和氮化物形成元素。析出颗粒对黄铜晶界的钉扎Nb/%奥氏体晶粒尺寸/μmNb、Ti对奥氏体晶粒的影响第一节钢在加热和冷却时的组织转变促进奥氏体晶粒长大的元素：Mn、P、C、N。⑷原始组织:平衡状态的组织有利于获得细晶粒。奥氏体晶粒粗大